摘 要:本文對耐候性鋼材的種類，基本原理以及特點(diǎn)進(jìn)行闡述，從而詳細(xì)介紹免涂裝鋼橋的適用條件，設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及實(shí)際效果，希望能為中國的免涂裝鋼橋建設(shè)提供借鑒和幫助。

　　關(guān)鍵詞：免涂裝鋼橋，耐候性鋼材，日本鋼橋，腐蝕

　　Abstract: The paper expounded basic principle and characteristic of types of steel weathering resistance and detailed introduction from the applicability of the coating for steel bridge, the design key points and the actual effect, the hope can avoid China coating for steel bridge construction of reference and help.

　　Key Words: avoid coating steel bridge, weathering steel, the Japanese steel bridge, corrosion

　　中圖分類號： F416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　前言：由于建筑物的維持管理費(fèi)用日益提高，人們對橋梁耐久性的要求越來越高，免涂裝鋼橋在這樣的期待下應(yīng)運(yùn)而生，免涂裝鋼橋減少了周期性鋼橋維護(hù)的費(fèi)用，特別是在海岸線附近鹽害比較嚴(yán)重的地區(qū)，免涂裝鋼橋更突顯了它的優(yōu)勢。

　　(1) 上部工構(gòu)造輕，減少下部工負(fù)擔(dān)

　　(2) 由于鋼材的伸縮性好，韌性高，相對來說安全性高。

　　(3) 同普通鋼涂裝相比，大大降低了涂裝的費(fèi)用，從而節(jié)約了初期成本,降低有機(jī)揮發(fā)物的釋放，健康環(huán)保。

　　(4) 耐候性鋼橋降低了對未來維修養(yǎng)護(hù)的要求，不僅減少了直接費(fèi)用，而且還減少了維修期間中斷交通帶來的間接費(fèi)用。

　　(5) 減少工廠和現(xiàn)場的涂裝，施工速度得以提高。

　　(6) 耐候性鋼橋生成防銹層，最后變成深褐色，與周圍自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，但是它不能在景觀設(shè)計(jì)上任意選擇色彩，這也是缺憾之一。

　　1.歷史和現(xiàn)狀

　　早在2 0世紀(jì)初歐美各國制鋼業(yè)就已經(jīng)相繼發(fā)現(xiàn)在煉鋼時摻入微量的Cu等其他金屬元素可以提高鋼材在大氣中的耐腐蝕性。1967年美國在世界上首次將耐候鋼材用于“裸橋”方式建設(shè)的鋼橋。并在1977年建成了世界上最大跨度的上承式耐候鋼拱橋——新河峽大橋(New River Gorge Bridge)。其后耐候鋼橋在世界范圍內(nèi)得到很快推廣.目前已成為發(fā)達(dá)國家鋼橋的一種發(fā)展趨勢。 在日本，耐候性鋼橋最早始于從1 9 6 7年建造的愛知縣知多 2號橋。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止，已建成的鋼橋中，耐候性鋼橋占全體鋼橋的8 %左右，而近幾年耐候性鋼橋的占有量已達(dá)到鋼橋全體的20%左右。

　　2.耐候性鋼材

　　2.1 耐候性鋼材的種類

　　耐候性鋼是在普通鋼中添加銅，鉻，磷 ，鎳等元素制成，無需進(jìn)行表面涂裝，經(jīng)過數(shù)年表面形成一層穩(wěn)定的高致密性銹蝕層，它能防止銹蝕進(jìn)一步向內(nèi)部滲透，就是所謂“ 以銹制銹” 的鋼材。

　　添加的元素不同，耐候性的效果也不同。如下：

　　效果非常明顯的元素：P，Cu，Cr

　　有效果的元素：Ni,Mo,Si,Nb,Ti,V,Zr

　　這些元素根據(jù)使用的條件適量組合就能得到你需要的合金耐候性鋼材。

　　2.2 耐候性鋼材的規(guī)格

　　(1)ASTM規(guī)格 (A588-88，A242-88)

　　(2)BS規(guī)格(BS4360-1986)

　　(3)DASt規(guī)格(DASt007-1979)

　　3.腐蝕

　　3.1 鋼材：鋼材是腐蝕的主要載體，也是影響腐蝕的最主要的原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年因?yàn)楦�蝕而廢棄的鋼材占生產(chǎn)總量的10%，可見腐蝕時多么的可怕。添加不同的合金元素的合金耐候性鋼材，安定性好，腐蝕速度大大減緩。

　　3.2 環(huán)境：影響腐蝕速度的次要條件就是環(huán)境，主要包括以下3點(diǎn)：

　　(a)地域：長期有潮濕海風(fēng)的海岸，空氣中亞硫酸濃度偏高的工業(yè)地帶，防凍劑散布的寒冷地帶等等腐蝕情況比較嚴(yán)重。

　　(b)地形：一般來說，通風(fēng)良好是防止腐蝕的必要條件。日照也能使鋼材表面的潮濕狀態(tài)急速干燥，所以通風(fēng)不好的盆地，或者背陰處腐蝕比較嚴(yán)重。

　　(c)氣候氣象：熱帶氣溫比較高，相對寒帶溫帶穩(wěn)定。夏季溫度較高，水分揮發(fā)快，

　　腐蝕較少。晴天相對雨霧雪天，鋼材安定性高，腐蝕速度緩慢。

　　4. 免涂裝鋼橋

　　免涂裝鋼橋的架設(shè)地點(diǎn)和環(huán)境條件一定要慎重的調(diào)查計(jì)劃, 做好前期的規(guī)劃準(zhǔn)備。希望能經(jīng)過1年的鹽分量調(diào)查暴露實(shí)驗(yàn)，來推定板厚減少量。空氣中鹽分量的許容值0.05mdd的 情況下，50推定發(fā)生層狀剝離，板厚減少量超過0.3mm/面。免涂裝鋼橋?yàn)榱吮苊饽嗌扯逊e，滯水，結(jié)露等不安定因素的影響，有它獨(dú)特的設(shè)計(jì)特色。

　　1) I斷面：縱向勾配比較緩和的情況下，為了防止滯水狀況的發(fā)生，工字鋼下翼緣需要加橫向勾配。

　　2) 箱斷面：縱向勾配比較緩和的情況下，為了防止滯水狀況的發(fā)生，箱斷面下緣的自由突出幅盡量減少;密閉的箱斷面內(nèi)部，由于通風(fēng)性不好，如果發(fā)生結(jié)露或者雨水進(jìn)入，濕潤的狀態(tài)會長時間保持，內(nèi)部涂裝還是必要的。

　　3) 格點(diǎn)構(gòu)造：為了提高通風(fēng)性，盡可能少的采用密閉構(gòu)造，而選擇開放構(gòu)造。開放構(gòu)造相對密閉構(gòu)造而言結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強(qiáng)度都較低，所以要在簡易構(gòu)造的二次應(yīng)力較小的地方采用開放構(gòu)造，而二次應(yīng)力較大的地方依然選擇密閉構(gòu)造。

　　4) 連接：工字鋼下翼連接的時候留10mm-20mm程度的間隙，下側(cè)的連接板采取分割的方式;腹板的連接板如果有狹小的間隙，盡量采取1枚連接板的方式。

　　5) 垂直補(bǔ)鋼材外側(cè)下部設(shè)置50R以上的開口，防止滯水。

　　6) 床版上設(shè)置防水層，防止水從橋面上漏下。

　　7) 橫構(gòu)的下緣和橋的端部，從防腐蝕，防塵方面考慮，最好涂裝。由于伸縮產(chǎn)生的漏水和土砂堆積以及通氣性方面考慮，支承面上最小部分涂裝是必要的。

　　8) 下部工橋座面一般情況下通風(fēng)不好，而且灰塵堆積，露水凝結(jié)嚴(yán)重，環(huán)境利于腐蝕發(fā)生，所以橋座面應(yīng)設(shè)計(jì)排水勾配以及排水管;支承的位置選擇通風(fēng)性良好的地方;橋座面和壁面設(shè)置V形槽等等，減小腐蝕環(huán)境的影響。

　　結(jié) 語 雖然耐候鋼橋技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)，但是目前仍存在的一些問題未解決：1 )對銹蝕層穩(wěn)定的統(tǒng)一判別標(biāo)準(zhǔn)尚有爭議;2)部分地區(qū)的魚鱗狀和層狀剝離銹蝕不可避免;3)發(fā)生魚鱗狀和層狀剝離銹蝕的部位沒有最佳補(bǔ)修方法;4)橋梁外表顏色單一 ，沒有涂裝鋼橋的取色范圍大。但在適宜的環(huán)境建造耐候鋼橋，不僅具有普通鋼橋的特性優(yōu)點(diǎn)，且具有減小涂裝系統(tǒng)費(fèi)用、降低對將來維修養(yǎng)護(hù)要求、加快建造速度及環(huán)保安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，故耐候鋼橋在橋梁建設(shè)中仍不斷被優(yōu)先選用。

　　參考文獻(xiàn)：

　　1. 日本橋梁建設(shè)協(xié)會。無塗裝橋梁の手引き。東京：日本橋梁建設(shè)協(xié)會 1998

　　2. 日本橋梁建設(shè)協(xié)會。耐候性鋼橋梁實(shí)績資料集。 東京：日本橋梁建設(shè)協(xié)會 2009

　　3. 日本橋梁建設(shè)協(xié)會。耐候性鋼橋梁的適用。 東京 ：日本橋梁建設(shè)協(xié)會 2010

　　4. 張春軼。耐候性鋼在日本橋梁中的應(yīng)用。大連：工程科技